DE69915530T2

DE69915530T2 - Knieprothese

Info

Publication number: DE69915530T2
Application number: DE69915530T
Authority: DE
Inventors: Pascal Marceaux; Jean-François Biegun; Jean-Yves Jenny; Laurent Barba; Jacques Hummer; Yves Catonne; Jean-Paul Barthelemy; Rolf Miehlke; Dominique Saragaglia
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: EP0950387B1; DE69915530D1; FR2777452A1; US6210443B1; JP4332631B2; JPH11318961A; EP0950387A1; FR2777452B1; ES2216456T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Knieprothesen.
Allgemein umfassen diese Prothesen ein femorales Prothesenelement, das dazu vorgesehen ist, am distalen oder unteren Ende des Femurs befestigt zu werden, ein tibiales Prothesenelement, das dazu vorgesehen ist, am proximalen oder oberen Ende der Tibia befestigt zu werden, und mindestens ein meniskales Zwischen-Prothesenelement, das dazu mindestens eine obere konkave Oberfläche zum Zusammenwirken durch Gleitbewegung mit einer unteren konvexen condylaren Oberfläche des femoralen Elements aufweist.
Unter diesen Prothesen betrifft die Erfindung diejenigen, die vom Typ mit beweglichem meniskalem Element sind, im Gegensatz zu den Prothesen, bei denen dieses meniskale Element in Bezug auf das tibiale Element feststehend ist. Das bewegliche meniskale Element kann sich in Bezug auf das tibiale Element in einer im allgemeinen anterior-posterioren Translationsbewegung verschieben, wobei es beispielsweise durch eine Schiene geführt ist, und eventuell in einer zusätzlichen Drehbewegung mit begrenzter Amplitude um eine Achse, die senkrecht zur Translationsbewegungsrichtung ist.
Unter diesen Prothesen mit beweglichem meniskalem Element wird die Erfindung ebenso auf sogenannte einfächerige Prothesen, das heißt auf Prothesen, die zum Ersetzen eines Gelenks mit einem einzigen Condylus vorgesehen sind, wie auch auf sogenannte dreifächerige Prothesen, das heißt Prothesen, die zum Ersetzen von Gelenken mit zwei Condylen mit Beibehaltung des hinteren Kreuzbands vorgesehen sind. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prothese dieser Art bereitzustellen, welche das anatomische Gefälle anterior-posterior der Oberseite der tibialen Basis wiederherstellt, wobei eine maximale Präservation der Knochensubstanz sichergestellt wird und der tibiale Schnitt oder die tibiale Resektion vereinfacht wird, die im allgemeinen in einem zur anatomischen Achse der Tibia senkrechten Ebene vorgenommen wird.
Zu diesem Zweck ist die Knieprothese gemäß der Erfindung so, wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Weitere Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 14 definiert. So stellt die Prothese gemäß der Erfindung nicht nur die anatomische Mobilität des Meniskus oder der Menisken her, sondern auch die anatomische Neigung des Knies von anterior nach posterior, wobei die Knochen-Substanz maximal beibehalten wird und eine einfache Regelung der tibialen Resektionsebene ermöglicht wird, beispielsweise unter 90° in Bezug auf die anatomische oder mechanische Achse der Tibia. Das Dokument GB-A-2312166 (D1) beschreibt eine Knieprothese gemäß dem Oberbegriff des Anpruchs 1. In diesem Dokument ist die Achse senkrecht zu der durch die obere Oberfläche 24 der Basis und die untere Oberfläche des meniskalen Elements definierten Ebene in Bezug auf die Achse des Kiels geneigt. Somit ist es in diesem Fall zur Wiederherstellung der Neigung AP (anterior-posterior) des Knies notwendig, eine schräge Resektion in Bezug auf die anatomische Achse der Tibia vorzunehmen. Das Dokument US-A-5 019 103 (D2) beschreibt eine Knieprothese, bei der die untere Oberfläche der Basis nicht senkrecht zur Achse des Kiels ist, und die Achse senkrecht zu der Ebene, die durch die obere Oberfläche der Basis und die untere Oberfläche des meniskalen Elements definiert ist, nicht in Bezug auf die Achse des Kiels (quille) geneigt ist. Auch in diesem Fall ist es nicht möglich, eine tibiale Resektion senkrecht zur anatomischen Achse der Tibia durchzuführen, wenn die Neigung AP des Knies wiederhergestellt werden soll. Das Dokument 26 76 916 (D3) beschreibt eine Prothese, bei der die Achse senkrecht zu der durch die obere Oberfläche der Basis und die untere Oberfläche des meniskalen Elements definierten Ebene in Bezug auf die Achse des Kiels nicht geneigt ist. In diesem Fall kann die Neigung AP des Knies nicht wiederhergestellt werden, sofern nicht ein Schnitt vorgenommen wird, der in Bezug auf die anatomische Achse der Tibia geneigt ist, was nicht erwünscht ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform weisen diese planen Oberflächen auch eine Neigung in der medio-lateralen Richtung auf, wobei die Oberflächen nach unten und zur sagittalen oder anterio-posterioren Ebene der Tibia geneigt sind. In diesem Fall besteht für eine Prothese des dreifächerigen Typs das meniskale Element aus zwei unterschiedlichen Teilen, die sich jeweils in Bezug auf das tibiale Element sowohl in der anterio-posterioren Richtung als auch in der medio-lateralen Richtung verschieben können, während bei der ersten Ausführungsform das meniskale Element aus einem einzigen Teil oder aus zwei unterschiedlichen Teilen bestehen kann. Im Fall einer Prothese vom Einfächertyp besteht das meniskale Element natürlich nur aus einem Teil, da es nur einen einzigen natürlichen Meniskus ersetzt.
In den zwei obigen Ausführungsformen umfasst bei einer Prothese vom Dreifächertyp das meniskale Element, ob es nun aus einem Teil oder aus zwei unterschiedlichen Teilen besteht, zwei externe und interne Meniskusprothesen, die jeweils mit zwei externen und internen Condylus-Prothesen des femoralen Elements zusammenwirken.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist im Fall einer Prothese vom Dreifächertyp der hintere Rand der oberen konkaven Oberfläche der externen Meniskusprothese höher als der hintere Rand der oberen konkaven Oberfläche der internen Meniskusprothese in Bezug auf einen zur Achse der Tibia senkrechte Ebene. Dieser Höhenunterschied der hinteren Ränder der beiden Meniskusprothesen hat eine zwischen 1 mm und 4 mm liegende Größe, vorzugsweise 2 mm.
Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal der Erfindung, ebenfalls für den Fall einer Prothesen vom Dreifächertyp, befindet sich der hintere Rand der oberen konkaven Oberfläche der externen Meniskusprothese weiter hinten als der hintere Rand der oberen konkaven Oberfläche der internen Meniskusprothese in Bezug auf die medio-laterale Ebene der Tibia. Diese Positionsabweichung der hinteren Ränder der beiden Meniskusprothesen hat eine zwischen 1 mm und 4 mm liegende Größe, vorzugsweise 2 mm.
Beispielsweise sind die obere konkave meniskale Oberfläche des meniskalen Elements und die untere konvexe condylare Oberfläche des femoralen Elements kongruente torische Oberflächen mit Kreisbogen-Generatrix.
Die Erfindung ist aus der Lektüre der folgenden ergänzenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, die einen Teil der Beschreibung bilden, und in denen zeigen:
1 eine dreifächerige Knieprothese, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellt ist,
2 eine Draufsicht auf die Prothese der 1 ohne femorales Prothesenelement,
3 eine Seitenansicht von links der Prothese der 1,
4 eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV der 3,
5 eine Aufrissansicht von hinten der Prothese der 1,
6 eine Schnittansicht nach der Linie VI-VI der 5, und
7 eine Schnittansicht nach der Linie VII-VII der 5.
In den Zeichnungen ist eine dreifächerige Knieprothese dargestellt, die allgemein ein femorales Prothesenelement 1 umfasst, das zur Befestigung am distalen oder unteren Ende des Femurs vorgesehen ist, ein tibiales Prothesenelement 2, das zur Befestigung an dem proximalen oder oberen Ende der Tibia vorgesehen ist, sowie ein bewegliches meniskales Zwischen-Prothesenelement 3, das dazu vorgesehen ist, mit dem femoralen Element 1 und dem tibialen Element 2 zusammenzuwirken.
Das femorale Element 1 ist auf bekannte Weise umhüllend und ist im Femur durch zwei Verankerungsteile 4 verankert. Übrigens wirkt sein Sitz 5 zur Aufnahme des Femurs eng mit den am distalen Ende des Femurs angeordneten Resektionsflächen zusammen, das heißt mit einer vorderen Oberfläche 6, einer hinteren Oberfläche 7, einer distalen Oberfläche 8 und zwei Abschrägungsflächen 9 und 10. Die distale Oberfläche 8 ist senkrecht zur anatomischen oder mechanischen Achse 11 des Femurs.
Das femorale Element 1 ist einstückig und umfasst einen einfachgelenkigen vorderen Abschnitt 12, der an seinem unteren Teil mit zwei Condylen 13 und 14 verbunden ist.
Das tibiale Element 2 umfasst einen gerillten Kiel 15 zur Verankerung in der Tibia und eine Basis 16, deren untere Oberfläche 17 plan ist und die dazu vorgesehen ist, gegen eine an der Tibia senkrecht zur anatomischen oder mechanischen Achse 18 derselben angeordnete Resektionsebene anzuliegen.
Das meniskale Element 3 weist Plattenform auf und ist gleichzeitig in Bezug auf das femorale Element 1 und im Bezug auf das tibiale Element 2 beweglich.
Für sein Zusammenwirken mit jedem der Condylen 13 und 14 weist das meniskale Element 3 eine obere konkave Oberfläche 19, 20 in Torusform mit einer Kreisbogen-Generatrix auf, wie dies insbesondere aus den 4, 6 und 7 hervorgeht. Die Achse der torischen Oberflächen 19 und 20 ist parallel zur medio-lateralen Richtung.
Um mit den torischen Oberflächen 19 und 20 zusammenzuwirken, weisen die Condylen 13 und 14 jeweils untere konvexe Oberflächen 21 und 22 auf, die mit den konkaven Oberflächen 19 und 20 kongruent sind, das heißt sie sind ebenfalls torisch.
Die Relativbewegung des femoralen Elements 1 und des meniskalen Elements 3 ist also eine Rollbewegung mit Gleitbewegung.
Das meniskale Element 3 wirkt durch eine Translations-Gleitbewegung mit dem tibialen Element 2 über plane Oberflächen dieser beiden Elemente zusammen, die unter einem gleichen Winkel aufwärts von hinten nach vorne geneigt sind, wie am besten aus den 3, 6 und 7 hervorgeht.
Für dieses Zusammenwirken weist das meniskale Element 3 eine untere plane Oberfläche 23 auf, und das tibiale Ele ment 2 weist eine obere plane Oberfläche 24 auf. In der dargestellten Ausführungsform sind die planen Oberflächen 23 und 24 nur in der antero-posterioren Richtung der Tibia geneigt, das heißt, sie sind ohne Neigung in der medio-lateralen Richtung.
Der Neigungswinkel dieser planen Oberflächen in Bezug auf eine zur Achse 18 der Tibia senkrechte Ebene, das heißt in Bezug auf die Ebene der unteren Oberfläche der Basis 16, weist vorteilhafterweise einen zwischen einem und zehn Grad liegenden Wert, vorzugsweise 5 Grad auf.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante könnten die Oberflächen 23 und 24 auch eine Neigung in der medio-lateralen Richtung aufweisen, indem sie nach unten und zur sagittalen oder antero-posterioren Ebene der Tibia hin geneigt sind. In diesem Fall ist für eine dreifächerige Prothese jede Oberfläche 24 aus zwei planen Facetten in V-form gebildet, und das meniskale Element 3 ist aus zwei unterschiedlichen Teilen gebildet, die sich jeweils in Bezug auf das tibiale Element 2 gleichzeitig in der antero-posterioren Richtung und in der medio-lateralen Richtung verschieben können.
In dem dargestellten Beispiel der dreifächerigen Prothese, bei der nur eine Neigung in der antero-posterioren Richtung besteht, ist das meniskale Element 3 vorzugsweise einstückig.
Auf an sich bekannte Weise kann das meniskale Element 3 in seiner allgemeinen antero-posterioren Translationsbewegung in Bezug auf das tibiale Element 2 durch alle bei 25 schematisierten geeigneten Mittel, beispielsweise eine von der Basis 16 getragene Schiene, geführt sein bzw. werden. Gegebenenfalls kann sich die Schiene 25 in Bezug auf die Basis 16 um eine in der sagittalen Ebene gelegene Achse A drehen. In dem Fall, in dem nur eine antero-posteriore Ebene existiert, ist diese Achse senkrecht zu den planen Oberflächen 23, 24, damit das meniskale Element 3 eine aus Translation und Rotation zusammengesetzte Bewegung in Bezug auf das tibiale Element 2 aufweist. In dem Fall, in dem auch eine medio-laterale Neigung besteht, ist diese Achse A senkrecht zur Schnittlinie der zwei planen Facetten, welche die obere Oberfläche 24 des tibialen Elements bilden.
Die antero-posteriore Neigung, die an den zusammenwirkenden Gleitflächen des meniskalen Elements 3 und des tibialen Elements 2 vorhanden ist, gestattet es, jeglicher Luxation entgegenzuwirken, das heißt einer Tendenz der Meniskusprothese, nach vorne bei der Flexion ausgestoßen zu werden, was mit einer totalen Kongruenz zwischen null Grad und etwa 140 Grad erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil dieser antero-posterioren Neigung besteht in der Unterdrückung der sogenannten "Tilting"-Bewegung, das heißt des Kippens des Meniskus unter dem Druck des Condylus in Zusammenhang mit einer Anhebung des Meniskus in seinem vorderen Teil.
Die in den Zeichnungen dargestellte dreifächerige Prothese ist asymmetrisch, und es handelt sich offensichtlich um eine Prothese des linken Knies. Die des rechten Knies ist symmetrisch zu der, die in Bezug auf eine antero-posteriore Ebene dargestellt ist.
In der dargestellten Konfiguration umfasst das meniskale Element 3 somit eine interne Meniskusprothese 26 und eine externe Meniskusprothese 27, die jeweils mit der internen Condylusprothese 13 und der externen Condylusprothese 14 zusammenwirken. Wie vorher angedeutet wurde, sind die Meniskusprothesen 26 und 27 einstückig oder aus zwei unterschiedlichen Teilen ausgebildet.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der auf diese Art von dreifächeriger Prothese anwendbaren Erfindung werden die Luxationsrisiken des externen Teils der Prothese begrenzt, von der man weiß, dass die Stabilität geringer ist als auf der Innenseite, indem für den externen Condylus 14 eine Oberfläche zum Zusammenwirken mit dem externen Meniskus 27 vorgesehen wird, die größer ist als die Oberfläche des Zusammenwirkens zwischen dem internen Condylus 13 und dem internen Meniskus 26.
Wie am besten aus den 2 und 3 hervorgeht, re sultiert dies in der Tatsache, dass der hintere Rand 28 der oberen konkaven Oberfläche 20 des externen Meniskus 27 weiter hinten gelegen ist als der hintere Rand 29 der konkaven oberen Oberfläche 19 des internen Meniskus 26 in Bezug auf die medio-laterale Ebene. Diese Positionsabweichung zwischen den hinteren Rändern 28 und 29 ist bei d in den 2 und 3 dargestellt und weist einen zwischen 1 mm und 4 mm, vorzugsweise 2 mm gelegenen Wert auf.
Diese Positionsabweichung der hinteren Ränder der oberen konkaven Oberflächen der Menisken 26 und 27 resultiert auch, wie am besten aus 3, 5, 6 und 7 ersichtlich ist, in der Tatsache, dass der hintere Rand 28 der Oberfläche 20 des externen Meniskus 27 höher ist als der hintere Rand 29 der Oberfläche 19 des internen Meniskus 26 in Bezug auf einen zur Achse der Tibia senkrechte Ebene, das heißt in Bezug auf die Ebene der unteren Oberfläche 17 der Basis 16 des tibialen Elements 2.
In den 3, 6 und 7 ist erkennbar, dass in Bezug auf diese Bezugsebene die Höhe H₁ des hinteren Randes 28 über der Höhe H₂ des hinteren Rands 29 liegt.
Der Unterschied zwischen diesen beiden Höhen weist vorteilhafterweise einen zwischen 1 mm und 4 mm liegenden Wert, vorzugsweise 2 mm, auf.
Übrigens präsentiert sich das meniskale Element 3, wie klar aus den 3, 6 und 7 hervorgeht, wegen der antero-posterioren Neigung der Gleitflächen 23, 24 in der Form eines Keils, dessen vorderer Abschnitt in Bezug auf den hinteren Abschnitt verjüngt ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; vielmehr könnten verschiedene Varianten konzipiert werden, ohne ihren Rahmen zu überschreiten.

Claims

Knieprothese mit einem femoralen Protheseelement (1), das dazu vorgesehen ist, an einem distalen oder unteren Ende des Femurs befestigt zu werden, einem tibialen Protheseelement (2) mit einer Basis (16), die an der unteren Oberfläche (17) plan ist und dazu vorgesehen ist, an einer proximalen Resektionsfläche der Tibia anzuliegen, und mindestens einem meniskalen Zwischen-Protheseelement (3), das mindestens in der Richtung anterior-posterior beweglich ist und eine untere plane Oberfläche (23) zum Zusammenwirken durch Verschiebung mit einer oberen komplementären Oberfläche (24) der Basis sowie mindestens eine konkave obere Oberfläche (19, 20) zum Zusammenwirken durch Verschiebung mit einer unteren konvexen condylaren Oberfläche (21, 22) des femoralen Elements aufweist, wobei die untere Oberfläche (17) der Basis (16) plan und senkrecht zur Achse des Kiels (15) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse, die zu dem durch die obere Oberfläche (24) der Basis (16) und die untere Oberfläche (23) des meniskalen Elements definierten Ebene senkrecht ist, in Bezug auf die Kielachse geneigt ist.
Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der planen Oberflächen einen zwischen 1° und 10° liegenden Wert aufweist.
Prothese nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die planen Oberflächen (23, 24) nur in der Richtung anterior-posterior geneigt sind, das heisst, ohne Neigung in der medio-lateralen Richtung sind.
Prothese nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die planen Oberflächen (23, 24) auch eine Neigung in der medio-lateralen Richtung aufweisen, wobei die Oberflächen nach unten und zu der sagittalen Ebene, oder anterior-posterior, der Tibia geneigt sind.
Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das meniskale Element aus zwei unterschiedlichen Abschnitten besteht, die sich jeweils in Bezug auf das tibiale Element sowohl in der anterior-posterioren Richtung als auch in der medio-lateralen Richtung bewegen können.
Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das meniskale Element aus einem einzigen Teil besteht.
Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass es vom ungeteilten Typ ist.
Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es vom dreigeteiltenTyp ist, wobei das meniskale Element in einem einzigen Abschnitt oder in zwei unterschiedlichen Abschnitten zwei prothetische Menisken, einen externen (27) und einen internen (26), aufweist, die jeweils mit zwei prothetischen Condylen, einem externen (14) und einem internen (13), des femoralen Elements zusammenwirken.
Prothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Rand (28) der oberen konkaven Oberfläche (20) des externen prothetischen Meniskus (27) in Bezug auf eine zur Achse der Tibia senkrechte Ebene höher ist als der hintere Rand (29) der oberen konkaven Oberfläche (19) des internen prothetischen Meniskus (26).
Prothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der Höhen (H₁, H₂) der hinteren Ränder (28, 29) einen zwischen 1 mm und 4 mm liegenden Wert, vorzugsweise 2 mm, aufweist.
Prothese nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Rand (28) der konkaven oberen Oberfläche (20) des externen prothetischen Meniskus (27) in Bezug auf die medio-laterale Ebene der Tibia weiter hinten gelegen ist als der hintere Rand (29) der konkaven oberen Oberfläche (19) des internen prothetischen Meniskus (26).
Prothese nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) der Positionen der hinteren Ränder (28, 29) einen zwischen 1 mm und 4 mm liegenden Wert, vorzugsweise 2 mm, aufweist.
Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das meniskale Element die Form eines Keils aufweist, dessen Vorderabschnitt in Bezug auf den hinteren Abschnitt dünner ist.
Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die obere konkave meniskale Oberfläche (19, 20) des meniskalen Elements und die untere konvexe Oberfläche des Condylus (21, 22) des femoralen Elements kongruente torische Oberflächen mit einer Kreisbogen-Generatrix sind.